Справочная книга по охране труда в машиностроении (1989 год) - часть 14

5.3. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ШУМОМ

Методы и средства борьбы с шумом принято подразделять на: методы снижения шума на пути распространения его от источника; методы снижения шума в источнике его образования; средства индивидуальной защиты от шума.

Средства борьбы с шумом в зависимости от числа лиц, для которых они предназначены, подразделяются на средства индивидуальной защиты и на средства коллективной защиты — ГОСТ 12.4.051—87 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и методы испытаний» и ГОСТ 12.1.029—80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация».

В зависимости от способа реализации средства коллективной защиты могут быть акустическими, архитектурно-планировочными и организационно-техническими.

В зависимости от принципа действия акустические средства борьбы с шумом подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения, виброизоляции, вибродемпфирования.

Снижение шума в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем его конструктивных изменений. Это обеспечивается заменой возвратно-поступательного перемещения деталей вращательным; заменой ударных процессов безударными (клепку сваркой, обрубку фрезерованием и т. д.); повышением качества балансировки вращающихся деталей и класса точности изготовления деталей; улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей; заменой материалов, а также зубчатых передач клиноременными и гидравлическими; заменой подшипников качения подшипниками скольжения; обеспечением рассогласования собственных частот колебаний механизма с частотой возбуждающей силы; уменьшением частоты вращения валов; изменением конфигураций бы-стровращающихся деталей и т. д.

Методы снижения шума на пути его распространения. Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Основным нормативным документом, устанавливающим требования к строительно-акустическим методам борьбы с шумом является СНиП П-12-77 «Защита от шума», содержащая требования к проектированию средств шумоглушения строительно-акустическими и архитектурно-планировочными методами.

Методы снижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов, экранов, выгородок, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума, а также методами, обеспечивающими снижение передачи вибрации от оборудования виброизоляцией и вибропоглощением.

Акустическая обработка помещений. Под акустической обработкой помещения понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы.

Наибольший эффект при акустической обработке можно получить в точках, расположенных в зоне отраженного звука; в зоне прямого звука акустический эффект от применения облицовок значительно ниже.

Звукопоглощающие облицовки размещаются на потолке и в верхних частях стен при высоте помещения не более 6—8 м таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляла не менее 60 % от общей площади ограничивающих помещение поверхностей.

В узких и очень высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала, рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику, либо предусматривать устройство облицовочных щитов в виде кулис.

Необходимость проведения акустической обработки помещения определяется величиной его акустических характеристик — постоянной помещения В и средним коэффициентом звукопоглощения а.

Коэффициент поглощения а определяется отношением энергии, поглощенной материалом, к энергии падающего звука.

В производственных условиях звукоизолирующая способность реальной конструкции кабины может быть определена в соответствии с требованиями ГОСТ 23426—79 «Шум. Методы измерения звукоизоляции кабин наблюдения и дистанционного управления в производственных зданиях».

Акустические экраны. Если нет возможности полностью изолировать либо источник шума, либо самого человека с помощью кожухов и кабин, то частично уменьшить влияние шума на человека можно путем создания на пути распространения шума акустических экранов.

Экраны применяются либо для ограждения источников шума от соседних рабочих мест, либо для отгораживания частей помещения с малошумным технологическим оборудованием от сильных источников шума.

Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500 Гц; вогнутые экраны различной формы (П-образные, С-образные и т. д.) эффективны также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц.

Применение экранов целесообразно в сочетании с акустической обработкой, т. е. там, где постоянная помещения велика.

Экраны могут быть изготовлены из стальных алюминиевых листов толщиной 1,5—2 мм, из легких сплавов толщиной 2—3 мм, фанеры — 5—15 мм, органического стекла — 5—10 мм и из других материалов. Для звукопоглощающей облицовки экранов применяют те же материалы, что и для акустической обработки помещений.

Размеры и местоположение экрана определяются в зависимости от превышения спектра шума в расчетных точках над нормативными значениями.

Расчет экранирующих устройств предлагается в справочнике проектировщика 171.

Глушители шума. Такие глушители — эффективные средства борьбы с шумом, возникающим при заборе воздуха и выбросе отработанных газов в вентиляторах, воздуховодах, пневмоинструменте, газотурбинных, дизельных, компрессорных установках.

По принципу действия глушители шума делятся на глушители активного (диссинативного) типа и реактивного (отражающего) типа. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с объемом воздуховода с помощью труб, щелей и отверстий. Шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн.

Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом; тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной — как поглотители звука.

Глушители, в которых существенно и поглощение, и отражение, называют комбинированными.

Наиболее распространенным элементом активных глушителей являются облицованные каналы круглого и прямоугольного сечения. Такие глушители называют трубчатыми. Чтобы достичь большей эффективности затухания звука, в канале располагают наборы звукопоглощающих пластин, цилиндров, сот. Такие глушители называют соответственно пластинчатыми, целевыми и сотовыми. Если канал состоит из отдельных камер, то глушитель называют камерным.

В большинстве случаев при подборе глушителей можно пользоваться табличными данными акустической эффективности |7|. Тип и размеры глушителей подбирают в зависимости от величины требуемого снижения шума.

Можно подбирать типовые глушители по данным, приведенным в технической литературе, например в работах |1, 61|, либо проектировать глушитель заново, а его акустическую эффективность определять расчетом, приведенным в работе 7.

6.4. ШУМ ОБОРУДОВАНИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

На машиностроительных предприятиях возникают шумы очень высокой интенсивности, превышающие нормативные требования более чем на 30 дБ А. Такие уровни шума характерны для работ с пневматическими ручными инструментами в сборочных цехах, кузнечно-прессовых машин и оборудования в литейных цехах 161.

При работе кузнечно-прессовых машин и оборудования литейных цехов доминирует механический шум, обусловленный колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. Его причина в силовых воздействиях неуравновешенных вращающихся масс, в ударах, возникающих в сочленениях детален, и т. д.

Кузнечно-прессовое оборудование — механические и гидравлические прессы, кузнечно-прессовые автоматы, молоты, ковочные, а также гибочные машины и другие — относятся к машинам ударного действия, при работе которых возникает превышающий нормы импульсный шум. Уровни шума на рабочих местах у механических прессов составляют 100—110 дБ, у гидравлических прессов для листовой штамповки — 106 дБ, для других видов гидравлических прессов — 90—96 дБ.

Шум от включения пресса можно уменьшить, обеспечивая плавность процесса включения посредством замены кулачковых муфт фрикционными или пневматическими. Это позволяет снижать уровень шума на рабочем месте на 8—11 дБ.

Снизить шум нерабочем месте при штамповке до 14 дБ можно за счет установки на прессах скошенных штампов вместо прямых.

Для снижения шума выхлопа отработанного сжатого воздуха на прессах разработана специальная конструкция глушителя [61.

Значительно снижается шум при замене штамповки прессованием, поскольку прессование — это безударный процесс.

Снижение шума кузнечно-прессовых автоматов в источнике сложная проблема, однако в настоящее время разработана конструкция гвоздильного автомата с уровнем звука на рабочем месте 80 дБ.

Источниками сильного импульсного шума в кузнечно-прессовых цехах являются паровоздушные и пневматические молоты. Уровни звука на рабочих местах у тяжелых ковочных и штамповочных молотов достигает 110—120 дБ.

Если позволяет технология производства, то целесообразно заменять молоты горячештамповочными прессами.

При планировании производственных помещений целесообразно шумные участки холодной высадки отделять от остальных помещений звукоизолирующими перегородками; оборудование на участке следует помещать в звукоизолирующие кожухи, с предусмотренными в них отверстиями для подачи материала.

Источники шума в сборочных цехах (кроме пневматических ручных инструментов) — молоты, прессы, бункера, вентиляторы. Высокие уровни шума характерны для операций обрезки, торцевания, шаврошения, правки листовых деталей, обдувки струей сжатого воздуха и клепки.

Для снижения шума в сборочно-сварочных цехах следует пользоваться методами звукоизоляции и звукопоглощения.

Сварочные трансформаторы и вращающиеся генераторы необходимо либо звукоизолировать, либо вывести за пределы рабочего помещения.

Источниками повышенного шума при сварке и резке металлов являются плазмотроны, пневмоприводы, генераторы, вакуумные насосы.

При термической обработке повышенные уровни шума наблюдаются при работе индукционных и других нагревательных печей.

Для оператора установки термической резки можно использовать звукоизолирующую кабину-экран с металлическими стенами толщиной 1,5—2 мм и со звукопоглощающим покрытием толщиной 50 мм, которое закрыто слоем стеклоткани типа ЭЗ-100 и перфорированным листом металла толщиной 1—1,5 мм (коэффициент перфорации не менее 20 %). В качестве звукопоглощающего материала можно использовать супертонкое базальтовое волокно, стекловолокно, минераловатные плиты.

Вместо кабины-экрана возможна установка менее эффективных плоских экранов с аналогичной конструкцией стен.

В гальванических цехах к шумным операциям относятся гидропескоструйная и дробеструйная обработки деталей перед нанесением металлопокрытия, галтовка, виброабразивная обработка, диффузионные и другие способы нанесения покрытий, а также шлифование и полирование.

Постоянные источники шума в гальванических цехах — генераторы постоянного тока, выпрямители переменного тока, вентиляторы.

Работа камер струйной очистки сопровождается средне-и высокочастотным шумом с уровнем звукового давления 84—92 дБ.

В технологических процессах слесарно-сборочных работ следует предусматривать прочную и плотную укладку и крепление деталей, подлежащих обработке пневматическим инструментом; специальные прокладки с резиновой или войлочной облицовкой используются для установки на них деталей при рихтовке, чеканке, клепке, обрубке.

Рабочие места для обработки изделий пневмоинструментом следует огораживать звукоизолирующими экранами высотой не менее 2 м со звукопоглощающей облицовкой.

Повышенные уровни шума создают машины для измельчения материалов — мельницы, дробилки. Основной шум барабана мельницы возникает из-за ударов шаров по футеровочным плитам. Одним из эффективных способов снижения шума мельниц является укладка листовой технической резины между корпусом барабана мельницы и боковыми и торцевыми футеровочными бронеплитами. Эффективно применять вместо бронеплит износостойкие резиновые футеровки. Разгрузочные горловины мельниц следует закрывать стальными кожухами, облицованными внутри мягкой листовой резиной [21.

Уровни шума при работе конусных дробилок крупного, среднего и мелкого дробления приведены в табл. 5.3 и 5.4.

Уменьшения шума, возникающего при загрузке, можно достичь путем звукоизоляции загрузочного устройства. Кроме того, следует использовать виброизоляцию несущих конструкций от бронеплиты, а также привода

от станины. При наличии дистанционного управления процессом дробления необходимо для оператора оборудовать кабину наблюдения.

Основные виды энергетических установок — двигатели внутреннего сгорания (ДВС), авиационные двигатели, компрессоры, насосы, турбины, вентиляторы и т. д. — создают шум, превышающий нормативные требования.

В табл. 5.5 приведены значения уровней звукового давления некоторых типов дизелей, измеренные в свободном звуковом поле на расстоянии 1 м от контура ДВС [31.

Шум механического происхождения, излучаемый наружными вибрирующими поверхностями, возникает при движении кривошипно-шатунного и клапанного механизмов, а также механизмов распределительных шестерен в системах питания и смазывания. Шум аэродинамического происхождения состоит из шума от всасывания воздуха и от впрыскивания топлива, а также от шума выпуска отработанных газов и шума вентилятора.

В табл. 5.6 приведены уровни звукового давления, излучаемые в помещениях машинных залов компрессорных станций [4].

Наиболее интенсивный шум при работе компрессора возникает во всасывающих и выхлопных воздуховодах.

В табл. 5.6 даны уровни звукового давления на входе и выходе из воздуховодов некоторых типов компрессоров [4].

Для снижения шума ДВС механического происхождения в основном используют звукоизолирующие капоты. Для повышения эффективности капоты делают либо двухслойными, либо наносят на внутреннюю поверхность капота звукопоглощающий материал, а на внешнюю — вибродемпфирующий.

Для снижения шума аэродинамического происхождения используют глушители, которые конструктивно объединяют с фильтром для очистки воздуха.

В ОСТ 54162—75 для снижения шума выхлопа ДВС рекомендуются следующие типы глушителей: однокамерные, двухкамерные, однокамерные резонансные.

Для снижения аэродинамического шума выхлопов авиационных двигателей также используют однокамерные резонансные глушители. Для снижения шума всасывающих воздуховодов компрессоров применяют трубчатые глушители, для выхлопных — пластинчатые.

5.5. ВИБРАЦИЯ
Под вибрацией обычно понимаются сложные колебания в механических системах. В соответствии с ГОСТ 24346—80 (СТ СЭВ 1926—79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение. точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Принято различать общую и локальную вибрацию. Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности — сиденье, пол; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела.

Общей вибрации подвергаются рабочие и водители транспортных средств, операторы мощных штампов, рабочие литейных цехов. В литейных цехах источником общей вибрации является сотрясение пола и других элементов здания вследствие ударного воздействия выбивных решеток, а также пневматических, формовочных, центробежных и других машин. Повышенной вибрацией сопровождается работа ДВС; эта вибрация передается от наружных поверхностей корпуса через пол помещения на человека.

Значения уровней вибрационной скорости некоторых типов дизелей, измеренные на опорных лапах, приведены в табл. 5.10.

Источниками локальной вибрации являются пневматические рубильные молотки, трамбовки, кузнечно-прессовое оборудование, оборудование гальванических цехов, шлифовальные и полировальные станки, а также гидропескоструйное, дробеструйное, виброабразивное и галтовочное оборудование. Повышенные уровни локальной вибрации возникают в сборочных цехах при сверлении, зенковании, шлифовании, полировании, шабрении, обрубке, опиливании, зачистке, гибке, правке листовых и маложестких деталей, при различного рода очистке и промывке деталей.

Воздействие локальной вибрации в комбинации с охлаждающим микроклиматом характерно для гальванических цехов, особенно при использовании ручного виброинструмента для шлифования и полирования.

Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров.

Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.

В табл. 5.11 приведено допустимое время воздействия локальной и общей вибрации в зависимости от степени превышения ее параметров над нормативными значениями.

Суммарное время работы в контакте с ручными машинами, вызывающими вибрацию, не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, которые входят в данную операцию, не должна превышать 15—20 мин.

Суммарное время работы с виброинструментом при восьмичасовом рабочем дне и пятидневной рабочей неделе не должно превышать для слесаря-сборщика 30 % сменного рабочего времени, для электромонтажника 22 %, для наладчика 15 %. При работе с виброинструментом масса оборудования, удерживаемая руками, не должна превышать 10 кг, а сила нажима не должна превышать 196 Н.

При воздействии сопутствующих вибрации неблагоприятных факторов (охлаждения, шума, загазованности, запыленности) необходимо разрабатывать специальные производственные щадящие режимы.

Средства и методы виброзащиты. По организационному признаку методы виброзащиты подразделяются на методы индивидуальной и коллективной виброзащиты. Средства индивидуальной виброзащиты (СИЗ) по месту контакта оператора с вибрирующим объектом подразделяются на: СИЗ для рук оператора — рукавицы, перчатки, вкладыши, прокладки; СИЗ для ног оператора — специальная обувь, подметки, наколенники; СИЗ для тела оператора — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Общие требования к средствам индивидуальной защиты рук от вибрации регламентируются ГОСТ 12.4.002—74 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования».

По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения, а также снижающие параметры вибрации в направлении ее распространения.

Воздействие на источник возбуждения вибрации сводится к изменению конструктивных элементов источника возбуждения и характера вынуждающих сил и моментов, обусловленных рабочим процессом в машине, а также к уравновешиванию отдельных элементов машин и к применению методов отстройки от резонансных явлений.

Отстройка от режимов резонанса производится либо посредством рационального выбора массы и упругости колеблющейся системы, либо изменением частоты вынуждающей силы.

В местах распространения вибрацию можно снизить, используя дополнительные устройства, встраиваемые в конструкцию машины (виброизоляционные, виброгасящие); применяя демпфирующие покрытия, а также используя антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения.

В ряде случаев в отдельных средствах виброзащиты могут совмещаться комбинации указанных методов.

Средства динамического виброгашения по принципу действия подразделяются на динамические и ударные виброгасители.

Динамические виброгасители по конструктивному признаку могут быть пружинными, маятниковыми, эксцентриковыми, гидравлическими. Обычно они представляют собой дополнительную колебательную систему, крепящуюся на вибрирующем агрегате и настроенную таким образом, что в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата.

Эффективность действия виброгасителей ограничивается агрегатами с дискретным возмущающим воздействием практически одной частоты. Для снижения вибрации возможно применение ударных виброгасителей маятникового, пружинного и плавающего типов, а также виброгасителей камерного типа. Ориентировочно маятниковые ударные виброгасители используют для гашения колебаний с частотой 0,4—2 Гц, пружинные — 2—10 Гц, плавающие — выше 10 Гц.

Виброгасители камерного типа по конструкции аналогичны камерным глушителям шума и устанавливаются на всасывающей и нагнетательной стороне компрессоров, трубопроводов.

Динамическое виброгашение осуществляется также при установке агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция. Она заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения к защищаемому объекту путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь препятствует передаче энергии либо от колеблющегося агрегата к основанию, либо от колеблющегося основания к человеку или к защищаемым конструкциям.

Виброизоляция осуществляется путем установки источников вибрации на виброизоляторы, а также гибких вставок в коммуникациях воздуховодов; применения упругих прокладок в узлах крепления воздуховодов, в перекрытиях, несущих конструкциях зданий, в ручном механизированном инструменте и т. д.

В машиностроении для виброизоляции стационарных машин с вертикальной вынуждающей силой чаще всего применяют резиновые, пружинные и комбинированные виброизоляторы. Комбинированный виброизолятор представляет собой сочетание пружинного виброизолятора с упругой прокладкой; при этом достигается необходимая широта диапазона гасимых колебаний.

Упругие элементы могут быть металлическими, поли-

К жестким покрытиям относятся твердые пластмассы, рубероид, изол, битумизированный войлок, фольга, гидроизол, стеклоизол, фольгоизол и др.

Действие жестких покрытий обусловлено их деформациями в направлении, параллельном рабочей поверхности, на которую оно нанбсится. Покрытия этого типа рекомендуется выполнять многослойными. Коэффициент потерь слоистых вибродемпфирующих конструкций изменяется в пределах от 0,15 до 0,40.

К мягким вибродемпфурующим покрытиям относятся мягкие пластмассы, материалы типа резины (пеноэласт, технический винипор), отдельные виды пластиков и пено-пластмасс. Действие мягких покрытий обусловлено их деформациями по толщине. Коэффициент потерь этих покрытий имеет значения от 0,05 до 0,5.

Листовые мягкие вибродемпфирующие покрытия применяют при ручной правке, при обработке тонкостенных конструкций малой жесткости, в конструкциях станков.

Для вибрирующих объектов сложной конфигурации, где невозможно использовать листовые покрытия, применяют мастики. Наиболее распространены мастичные покрытия ВД17-58, ВД17-59, ВД17-63, «Антивибрит» и др. Коэффициенты потерь мастик изменяются в пределах от 0,3 до 0,45. Их применяют для снижения вибрации вентиляционных систем, центробежных компрессоров, насосов, трубопроводов.

Оптимальная толщина покрытий равна двум-трем толщинам демпфируемого элемента конструкции.

содержание .. 12 13 14 15 ..